【任务目标】

●会设计简单的PLC控制程序。

●会用PLCSIM软件进行仿真调试。

●会进行硬件接线和系统调试。

●掌握S7-300 PLC的指令和功能。

●掌握程序设计的方法和步骤。

●掌握程序调试的方法。

【任务描述】

位逻辑指令是编程中最常用的指令形式，位逻辑指令使用两个数字1和0，对于触点和线圈而言，1表示已激活或已励磁，0表示未激活或未励磁。在本任务中通过四路抢答器控制、电动机正反转控制、风机运行状态监控、地下停车场车辆入出控制等程序的编写和调试，掌握S7-300 PLC位逻辑指令的应用。

【知识准备】

1.S7-300 PLC的数据类型与存储区

（1）数制

S7-300 PLC中常用的数制为二进制、十六进制和BCD码。

二进制数能够表示两种不同的状态，有0和1两个不同的数字符号。在S7-300 PLC中，二进制数常用2＃表示，例如2＃10010010用来表示一个8位二进制数。在使用中，l状态和0状态也可以用TRUE和FALSE表示。

4位二进制数可以用1位十六进制数表示，使得计数更加简洁。十六进制数由0～9和A～F十六个符号组成。在S7-300 PLC中，十六进制数用B＃16＃、W＃16＃或DW＃16＃后面加十六进制数的形式表示，前面的字母B表示字节，例如B＃16＃7F；字母W表示字，例如W＃16＃35A8；字母DW表示双字，例如DW＃16＃25D9B60E。

BCD码是用4位二进制数表示一位十进制数，BCD码用0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001分别表示十进制数的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。

BCD码其实是十六进制数，但是各位间的运算关系是逢十进一，十进制数可以方便地转化为BCD码，例如十进制数296对应的BCD码为W＃16＃296或者2＃0000001010010110。

在PLC中，输入输出十进制变量一般会使用到BCD码，比如，从键盘输入一个十进制数，十进制数首先转换成BCD码，如果要将一个变量输出到显示器上，那么首先要将二进制转换成BCD码，再转换成7段码来显示。

（2）数据类型

用户程序中的所有数据必须被数据类型识别。S7-300 PLC有三种数据类型：

●基本数据类型；

●复杂数据类型（用户可以通过组合基本数据类型创建）；

●参数类型（用来定义传送到FB或FC的参数）。

基本数据类型语句表、梯形图和功能块图指令使用特定长度的数据对象。例如位逻辑指令使用位；装载和传递指令（STL）以及移动指令（LAD和FBD）使用字节、字和双字。

（3）存储区

在学习指令之前，要先了解有关PLC的存储区概念。不同品牌的PLC，梯形图指令大同小异，但是，存储区的名字及地址的表示方法却差异很大。如图3-1所示是S7-300／400PLC存储地址示意图。

图3-2是存储区域输入／输出映像区，西门子S7-300／400 PLC的存储区域如下。

1）输入映像区（I或PI）：开关量输入DI模块映射到I区，模拟量输入AI模块映射到PI区；这是只读区。

2）输出映像区（Q或PQ）：Q区写入与之对应的开关量输出DO模块，PQ区写入与之对应的模拟量输出AO模块；Q区可读／写，PQ区只写但不可读。

3）位存储区（M）：又叫做中间继电器，可读／写。

4）DB块：用户定义的数据块，必须先定义后使用，可读／写。

5）T区：定时器名。

6）C区：计数器名。

7）L区：这是局部数据区，上面提到的存储区都是全局数据区。所谓全局数据区，就是所有的程序（OB块、FC、FB）都可以访问，而且访问到的是同一个变量；局部数据区则不然，每个独立的OB块、FC、FB块都有一个独立的L区，例如：OB1和FC1中都有L0.0，但它们却不是同一个变量。

8）DB：数据块地址寄存器，DBX、DBB、DBW、DBD分别表示数据块的位、字节、字、双字。

在STEP 7的梯形图指令中，不同类型的常数的格式都有严格的规定。如byte、word和dword类型的常数，在输入时要以“16＃”作为前缀，后面跟十六进制的数据；dint类型的数据在输入时要以“L＃”作为前缀，后面跟十进制的数据；real类型的数据，在输入时，后面一定要带小数部分，如没有小数部分，则加上“.0”；计时器的时间常数则以“S5T＃”为前缀，后面加上a H_bbM_ccS_dddMS（表示：几小时_几分_几秒_几毫秒），“S5T＃2.5S”表示2.5秒。

STEP 7中的变量，从是否使用符号的角度，可以分为符号名变量和地址名变量。地址名变量是以存储区域名为前缀，后面紧跟代表二进制长度的B、W、D（分别代表字节、字和双字），然后是起始字节的地址；位的地址名变量是存储区域名，加上位所在的字节地址，加“.”，加上位的序号。例如：IB0、IW0、ID0、I0.0；QB0、QW0、QD0、Q0.0；MB0、MW0、MD0、M0.0；LB0、LW0、LD0、L0.0；DB1.DBX0.0、DB1.DBB0、DB1.DBW0、DB1.DBD0。

定时器变量名则以T加上一个0～max之间的数字来表示，如T0、T1等；计数器变量名则以C加上一个0～max之间的数字来表示，如C0、C1等（注：max代表某型号的CPU所具有的最大数）。建议尽量少用地址名变量，而多使用符号名变量。符号名变量是可以通过符号编辑器（symbol editor）来建立，也可以直接在使用了地址名变量后，用鼠标右键单击它，在弹出菜单中，选择“编辑符号”来建立符号。在STEP 7中，不仅可以为地址名变量建立符号名变量，还可以为组织块、功能块、功能、数据块建立符号名变量，并使用符号名来编写程序。一旦建立了符号名变量，在编写程序的过程中，系统会自动提示，以便正确输入变量。

L区的变量是局域变量；在程序进入该块，到该块结束的过程中，局域变量是稳定的，当程序再次进入该块时，该局域变量的内容是不可知的，系统可能覆盖了它。除此之外，其他存储区域的变量为全局变量，组织块、功能块、功能均可访问它们，系统不会改变它们的内容。

2.位逻辑指令

STEP 7是S7-300／400系列PLC应用设计软件包，所支持的PLC编程语言非常丰富。其中STL（语句表）、LAD（梯形图）及FBD（功能块图）是PLC编程的三种基本语言。

由于以上三种语言在STEP 7中可以相互转换，在介绍位逻辑指令时主要使用LAD语言。在STEP 7的程序编辑器（STL／LAD／FBD）中，当切换到梯形图状况时，在编辑器左侧的指令区可展开位逻辑指令，如图3-3所示。

位逻辑指令处理的对象为二进制位信号。位逻辑指令扫描信号状态“1”和“0”，并根据布尔逻辑对它们进行组合，所产生的结果（“l”或“0”）称为逻辑运算结果，存储在状态字RLO中。位逻辑指令包括触点与线圈指令、基本逻辑指令、置位和复位指令及跳变沿检测指令等。

（1）触点指令

触点指令说明见表3-1。

（2）线圈指令

线圈指令说明表见表3-2。

（3）触发器指令

触发器指令说明表见表3-3。

3.梯形图与语句表的转换

在前面对位逻辑指令的介绍都是使用梯形图（LAD）指令，在STEP 7中，可以通过设置将梯形图转换为语句表（STL）或功能块图（FBD），如图3-4所示。

语句表中用字母A（And）表示逻辑“与”操作指令，用于常开触点的串联，AN用于常闭触点的串联；用字母O表示逻辑“或”的操作指令，用于常开触点的并联，ON用于常闭触点的并联。如图3-5a、b、c、d所示。

【任务实施】 VVfdHdBgiIaVoimg63lMa4mwX9Jl/kgdJDjJaAHnl/nkBvDVUPvXDpbfnKHAelef